環(huán)境工程原理教學(xué)改革與探索

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摘要工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證對(duì)推進(jìn)我國(guó)工程教育改革，提高工程教育質(zhì)量，提升我國(guó)工程技術(shù)人才的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力具有重要意義。目前，傳統(tǒng)的教學(xué)方式已經(jīng)不滿足專(zhuān)業(yè)認(rèn)證需要的以學(xué)生為中心、成果導(dǎo)向（OBE）和持續(xù)改進(jìn)的工程教育理念。因此改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，實(shí)施以提高學(xué)生能力為中心的課堂教學(xué)方式，對(duì)于提高教學(xué)質(zhì)量和加強(qiáng)學(xué)生能力培養(yǎng)具有重要意義。

關(guān)鍵詞教學(xué)改革環(huán)境工程原理工程教育論證

1課堂教學(xué)改革的策略探討

面對(duì)專(zhuān)業(yè)認(rèn)證的新形勢(shì)和新背景，需要改變傳統(tǒng)的以課堂、老師和書(shū)本為中心的教學(xué)方式，實(shí)施新的教學(xué)模式，以學(xué)生為中心、以成果導(dǎo)向和持續(xù)改進(jìn)為理念，對(duì)于提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、靈活性以及學(xué)生的能力培養(yǎng)具有重要意義。為了實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，主要從以下幾個(gè)方面入手：

1.1以問(wèn)題為導(dǎo)向的課堂教學(xué)方式探索

結(jié)合本科生畢業(yè)能力培養(yǎng)目標(biāo)2.2，針對(duì)復(fù)雜工程問(wèn)題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，能夠運(yùn)用環(huán)境工程基本原理及專(zhuān)業(yè)知識(shí)，選擇合適的方法進(jìn)行分析和表達(dá)。以問(wèn)題為導(dǎo)向，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣并引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)分析和表達(dá)環(huán)境工程技術(shù)中的問(wèn)題的能力。在教學(xué)過(guò)程中，需要理論聯(lián)系實(shí)際對(duì)學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)。比如，在過(guò)濾這一章節(jié)，我們可以針對(duì)霧霾天氣人們出門(mén)要戴口罩進(jìn)行問(wèn)題設(shè)計(jì)，在該過(guò)程中引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行問(wèn)題分析：霧霾是什么？何種口罩能起到防霧霾作用？防霧霾的原理是什么？逐漸把過(guò)濾概念、過(guò)濾原理及相關(guān)知識(shí)引出，讓學(xué)生在思考問(wèn)題過(guò)程中逐漸掌握過(guò)濾過(guò)程及基本要點(diǎn)，接下來(lái)再結(jié)合工程技術(shù)分析過(guò)濾問(wèn)題時(shí)，學(xué)生就會(huì)感覺(jué)容易很多。[5]問(wèn)題導(dǎo)向教學(xué)方法可以大大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)復(fù)雜環(huán)境工程問(wèn)題的分析與思考，并通過(guò)正確的方式進(jìn)行表達(dá)，復(fù)合專(zhuān)業(yè)認(rèn)證的教學(xué)理念。

1.2課堂教學(xué)與虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的結(jié)合

近年來(lái)，我們學(xué)院與專(zhuān)業(yè)的軟件公司合作，將“環(huán)境工程原理”課程中的一些關(guān)鍵工程分離單元、運(yùn)行原理和相關(guān)參數(shù)計(jì)算等進(jìn)行了虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè)，通過(guò)虛擬仿真軟件，可以使學(xué)生非常直觀、身臨其境地學(xué)習(xí)流體流動(dòng)、污染物在分離單元的運(yùn)行軌跡以及各分離單元的運(yùn)行、工作原理與相關(guān)參數(shù)選擇與計(jì)算等。例如對(duì)沉降設(shè)施時(shí)，學(xué)生可能沒(méi)有太多感性認(rèn)識(shí)，結(jié)合仿真軟件，可以把污水處理廠沉淀池的實(shí)景及工作原理演示給他們看，使學(xué)生直觀地了解沉淀池中污染物的沉降情況，再結(jié)合課堂基礎(chǔ)理論的講解，學(xué)生對(duì)沉降的原理及相關(guān)計(jì)算的學(xué)習(xí)會(huì)事半功倍。例如，在講解板框壓濾機(jī)工作原理的時(shí)候，很多同學(xué)不了解其運(yùn)行過(guò)程，即使借助多媒體動(dòng)畫(huà)演示給他們看，一些同學(xué)還是不明所以。通過(guò)仿真軟件，以實(shí)物演示的形式給學(xué)生看，學(xué)生就會(huì)對(duì)其工作原理很清楚、明白。因此，結(jié)合仿真軟件演示，虛實(shí)結(jié)合，使抽象的東西具體化、實(shí)物化，使學(xué)生對(duì)抽象知識(shí)的理解變得容易，大大增加了學(xué)生對(duì)課程學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。當(dāng)然通過(guò)仿真動(dòng)畫(huà)的演示也有利于學(xué)生實(shí)驗(yàn)課程的理解和學(xué)習(xí)。

1.3以工程案例為導(dǎo)向的教學(xué)方式探索

在新的教學(xué)實(shí)踐中，我們將工程案例分析引入課堂和課后設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，以啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行深度討論和思考，提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力，以滿足我們的畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)4.1，針對(duì)復(fù)雜環(huán)境問(wèn)題，提出解決的研究方案并建立合理的實(shí)驗(yàn)體系。結(jié)合工程實(shí)際，在案例問(wèn)題解決的同時(shí)把環(huán)境工程中涉及到的工程分離問(wèn)題擺在學(xué)生面前，讓學(xué)生去分析、去解決。為了使同學(xué)更好地理解分離過(guò)程中涉及的問(wèn)題，我們?cè)诜蛛x過(guò)程原理這部分共設(shè)計(jì)了三個(gè)工程案例，分別對(duì)應(yīng)沉降、過(guò)濾和吸收三個(gè)章節(jié)。通過(guò)對(duì)實(shí)際環(huán)境分離工程中相關(guān)的案例進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，制作成案例作業(yè)，讓學(xué)生通過(guò)課后環(huán)節(jié)去分析問(wèn)題、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決案例中存在問(wèn)題。在案例環(huán)節(jié)進(jìn)行過(guò)程中，允許學(xué)生以小組為單位去討論，去尋找這些問(wèn)題的解決方案。老師如果發(fā)現(xiàn)學(xué)生解決思路有誤也會(huì)及時(shí)反饋給學(xué)生，使他們認(rèn)識(shí)到問(wèn)題所在，并及時(shí)進(jìn)行改正。當(dāng)然，我們教學(xué)過(guò)程中，也鼓勵(lì)讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、設(shè)計(jì)問(wèn)題，讓同學(xué)和老師來(lái)解決，這些方法可大大提高學(xué)生的思考和解決問(wèn)題的能力。當(dāng)然，在該環(huán)節(jié)教學(xué)中需要注意工程實(shí)例和理論的聯(lián)系，使學(xué)生結(jié)合實(shí)際工程案例把基礎(chǔ)理論知識(shí)掌握，可以激發(fā)和調(diào)動(dòng)學(xué)生參與課堂學(xué)習(xí)的樂(lè)趣，增強(qiáng)教學(xué)效果和學(xué)生主動(dòng)思考和解決問(wèn)題的能力。

1.4課程教學(xué)內(nèi)容的整合與優(yōu)化探索

環(huán)境工程原理課程內(nèi)容主要包括環(huán)境工程概論、環(huán)境工程原理基礎(chǔ)、分離過(guò)程原理和化學(xué)與生物工程原理三大部分，內(nèi)容量比較大，課時(shí)數(shù)僅有64課時(shí)。以現(xiàn)有的課時(shí)安排，教學(xué)時(shí)間得不到足夠的保障。如何在相對(duì)較少的時(shí)間內(nèi)給學(xué)生講授教學(xué)，讓學(xué)生較好地理解好該課程的主要內(nèi)容并使學(xué)生解決問(wèn)題的能力得到充分鍛煉是一個(gè)值得討論的問(wèn)題。為了完成這一目標(biāo)需要針對(duì)環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)的需求對(duì)課程的授課內(nèi)容進(jìn)行精煉與優(yōu)化。例如，在分離過(guò)程原理部分第十章其他分離過(guò)程，主要講授離子交換、萃取、膜分離等三種新型分離過(guò)程，由于環(huán)境專(zhuān)業(yè)后面還有關(guān)于水污染控制、膜分離等相關(guān)的課程，因此需要對(duì)課程中離子交換僅介紹原理，膜分離過(guò)程原理在課堂中不講授，安排在后續(xù)課程中講授。此外，萃取的章節(jié)，由于在環(huán)境工程領(lǐng)域涉及的工程相對(duì)不典型，且萃取過(guò)程所涉及的物理化學(xué)問(wèn)題比較復(fù)雜，因此，在授課過(guò)程中僅對(duì)單級(jí)萃取過(guò)程及原理進(jìn)行講授，多級(jí)萃取及過(guò)程原理不進(jìn)行授課。通過(guò)對(duì)課程體系優(yōu)化，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量。

1.5成績(jī)?cè)u(píng)定體系的改革探索

在環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)認(rèn)證的新形勢(shì)下，對(duì)學(xué)生的考核體系更加靈活、多變。學(xué)生的考試成績(jī)主要由平時(shí)成績(jī)（30%）和考試成績(jī)（70%）組成。平時(shí)成績(jī)過(guò)去主要由考勤和作業(yè)成績(jī)構(gòu)成，存在學(xué)生抄襲作業(yè)、不愛(ài)思考、學(xué)習(xí)主動(dòng)性差等情況，改革后的平時(shí)成績(jī)30%主要包括考勤、作業(yè)成績(jī)和案例分析成績(jī)組成，且案例分析在平時(shí)成績(jī)中所占的比例為15%，改變了過(guò)去以作業(yè)成績(jī)?yōu)橹鞯脑u(píng)價(jià)體系，對(duì)學(xué)生平時(shí)成績(jī)的評(píng)價(jià)更加靈活。此外，在專(zhuān)業(yè)認(rèn)證新形勢(shì)下，對(duì)考試的試題也提出了更高的要求，考試的題目也要體現(xiàn)對(duì)學(xué)生能力的考核，這樣更有助于評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，對(duì)于這方面能力欠缺的學(xué)生，老師也會(huì)在后續(xù)課程上提醒和幫助他們提高這方面的能力。

2結(jié)論

“環(huán)境工程原理”課程作為環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，需要適應(yīng)新形勢(shì)下工程教育認(rèn)證的特點(diǎn)，積極進(jìn)行課堂改革，改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，增加問(wèn)題導(dǎo)向、案例分析以及與“虛實(shí)”相結(jié)合的教學(xué)模式，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。并通過(guò)優(yōu)化考核方式，體現(xiàn)OBE的教育理念，以體現(xiàn)以學(xué)生能力培養(yǎng)為核心的教學(xué)改革。

作者：杜春慧 單位：浙江工商大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院